1 概述
pa34是apex公司推出的7脚to220封装的大功率运算放大器,它的输入共模范围很宽,且内含输出限流保护功能,同时具有很宽的电源电压范围。其中单电源时电源电压范围5v~40v;双电源时电源电压范围为±2.5v~±20v。pa34的效率很高,其输出电流最小值为2.5a,且失真很小。
pa34功率放大器可广泛应用于半桥或全桥电机驱动、音响功放以及众多的单电源系统,如5v外部电路系统、12v自动化系统及28v航空航天系统等领域。
2 引脚排列和主要参数
图1所示是pa34的外形封装和引脚排列示意图。其主要参数如下:
●电源电压:5v~40v;
●输出电流:pa34的输出电流与电源到输出间的电压值有关,具体参数可参见图2的soa曲线;
●内部功耗:18.5w;
●差模输入电压:±vs;
●共模输入电压:+vs~-vs-0.5v;
●最大结温:150℃;
●焊接温度(10s):300℃;
●贮存温度范围:-65~150℃;
●工作温度范围:-55~125℃。
3 主要管脚功能
pa34除了具有输入、输出和电源输入引脚外,还具有两个较为特殊的引脚vboost和isense。
3.1 vboost管脚
vboost管脚是pa34运放的第二级负载正端,当这个管脚连接到高于+vs的5v电源时,它将对上面的晶体管(连接成射跟随器的达林顿管)提供更大的驱动,因而可使输出晶体管更好地饱和。
vboost管脚大约需要10~12ma的电流,动态时具有1kω的阻抗。应用到vboost的最大电压为40v(相对于-vs)。+vs和vboost间的电压差是没有限制的。
图3给出了一个自举电路,该电路的耦合输出波形将在vboost管脚输出。而这将会引起vboost电压从它的初始值向正电压摆动,其摆动值为+vs-0.7v(二极管管压降),初始值和摆的总线为vboost的输出。换句话说,如果vboost初始值为19.3v,输出摆正向电压为18v,那么vboost上的电压应为19.3-0.7+18等于36.6v。
3.2 isense管脚
isense管脚可用来和输出级的负半边串联。只有当负电流输出时,电流才流过这个管脚,此时流过这个管脚的电流和流过输出端的电流值相同。也就是说,如果有-1a的电流流过输出,则isense管脚将有1a的电流流过,而如果+1a流过输出,则isense管脚的电流应当为零。
4 应用说明
4.1 安全工作区(soa)
pa34的soa曲线可参见图2,该安全工作曲线考虑所有限制的影响,当电路中具有足够的输出电流,对于电阻性负载来说,这种情况比较简单,而对于感性负载和具有反向电动势(emf)的负载来说这一问题就变得相对比较复杂。
在瞬态条件下,容性和感性负载只有满足表1给出的条件值时才是安全的。但对于持续的、高能量的回馈,还必须外接快速恢复二极管。
4.2 稳定性
为了保证电路的稳定性,几乎所有的非互补型输出运放都采取输出级拓补电路,对于不同的输出电流极性,由于其在增益和相位上的响应不匹配,因此,要使制造商考虑到所工作条件下的最佳补偿是很困难的。
使用时,可以在pa34的输出端到地之间接一个1ω的电阻并并联一个0.1μf的电容(电源和地必须有合适的旁路电容),这样可以避免pa34在应用电路中产生局部输出振荡。
5 应用电路
图4是利用两个pa34设计的双向电机驱动电路,图中,r1和r2将运放a的同相增益设定为2.8,而运放b是运放a的输出驱动的一个单位增益反相器。需注意的是:运放b反相端的参考节点电压应通过电阻r5和r6设置为电源的中点电压(14v)。当输入为5v时,a的输出为14v,这等于参考节点电压。由于运放b的输出也是14v,这样,穿过电机的电压为0v。当输入电压高于5v时,流过电机的电流从左到右。而当输入电压低于5v时, 流过电机的电流方向与之相反,从而使电机做反向转动。
6 安装注意事项
在安装pa34时,应注意以下几点:
(1)必须用散热器,因为即使在空载情况下,pa34内部功耗也在3.6w左右,因而必须使用散热垫圈成导热胶。
(2)尽量避免折弯引脚,否则会损坏运放的内部电路结构。
(3)在管脚焊到固定端前,必须使补底尽可能贴紧散热器。
(4)无论对管脚有何种方向的挤压,都必须提供必要的应力释放。
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